[发明专利]一种MMC柔性直流输电系统软启电阻设计方法

说明书

本发明涉及一种MMC柔性直流输电系统软启电阻设计方法，该方法通过建立MMC柔性直流输电系统的仿真模型，基于该模型进行软启仿真迭代试验，直到得到满足软启时间要求和冲击电流要求的软启电阻。通过该方法得到的软启电阻更为准确，设计效率较高。而且，在实际工程投运之前，通过该方法设计得到软启电阻，使得在设计系统及控制保护策略时更加合理有效，保证了系统的正常启动，对整个系统的正常有效运行具有重要意义。

技术领域

本发明属于柔性直流输电技术领域，具体涉及一种MMC柔性直流输电系统软启电阻设计方法。

背景技术

随着全控型电力电子器件的发展和电力电子技术在电力系统中的应用，基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的柔性直流输电技术日益受到重视。

实际工程投运之前，首先要对柔性直流输电系统进行仿真，分析系统及控制保护策略的合理性和有效性。其中，主回路参数计算是系统仿真的前提。作为系统主回路的重要元件，软启电阻的作用是保证系统正常启动，因此，软启电阻的合理设计具有重要意义。

在现有的柔性直流输电系统中，在对柔性直流输电系统进行仿真时，对于软启电阻只是按照实际需求设定一个值，并未做调整与改变。若一直以该值来做仿真试验，可能会造成系统仿真并不合理，与实际偏差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MMC柔性直流输电系统软启电阻设计方法，用以解决现有的软启电阻设计不准确导致的系统仿真试验不合理的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种MMC柔性直流输电系统软启电阻设计方法，包括如下步骤：

建立模型步骤：建立MMC柔性直流输电系统的仿真模型；

计算初值步骤：计算软启电阻的初值；

迭代仿真步骤：将软启电阻的初值代入所述MMC柔性直流输电系统的仿真模型中进行软启仿真试验，判断软启时间和冲击电流是否均满足要求，只要其中一个不满足要求，将软启电阻的阻值进行调整并进行软启仿真试验，直到得到满足软启时间要求和冲击电流要求的软启电阻。

进一步地，计算初值步骤中，根据交流线电压的有效值和冲击功率得到软启电阻的初值：

其中，R_s0为软启电阻的初值，U_rms为交流线电压的有效值，P_s0为冲击功率。

进一步地，迭代仿真步骤中，将软启电阻的阻值进行调整的手段包括：

若软启时间大于要求的软启时间，则减小软启电阻的阻值；

若冲击电流大于要求的冲击电流，则增大软启电阻的阻值。

进一步地，建立模型步骤中，结合实际子模块的均压电阻损耗和取能电阻损耗来建立MMC柔性直流输电系统的仿真模型。

进一步地，迭代仿真步骤后还包括：计算满足软启时间要求和冲击电流要求的软启电阻的平均功率和绝热能量；所述平均功率为软启仿真试验过程中软启电阻上损耗的能量与软启时间的比值；所述绝热能量为1秒中软启电阻损耗的能量。

进一步地，当MMC为半桥子模块时，建立的仿真模型为：

当半桥子模块为投入状态时，等效电压和等效电阻分别为：

其中：